Caractérisation minéralogique, géochimique et géotechnique des granulats et des sols latéritiques nodulaires de l’est et du sud Cameroun dans l’optique des travaux routiers.

Abstract

Une étude de la caractérisation minéralogique, géochimique et géotechnique des granulats et des sols latéritiques nodulaires dans l’optique des travaux routiers a été menée au Cameroun. Cette étude a pour but d’une part de présenter les différents facteurs qui peuvent être à l’origine de dégradations prématurées de ces routes et d’autre part de caractériser sur le plan minéralogique, géochimique et géotechnique les granulats des roches et les sols latéritiques nodulaires de quelques localités des régions du Sud et de l’Est, habituellement utilisés en construction routière. La méthodologie utilisée est basée sur une approche multidisciplinaire (essais in situ, essais au laboratoire et suivi de mise en œuvre des matériaux) Elle a été menée sur cent quarante-deux (142) échantillons de matériaux nodulaires. Cent vingt-neuf (129) proviennent de la Région de l’Est et treize (13) de la Région du Sud, ainsi que sur huit (8) échantillons de roches mères courantes dont sont issus ces matériaux d’altération. Six (6) échantillons proviennent de la Région de l’Est et deux (2) de la Région du Sud. Après une description macroscopique de ces matériaux, tous les échantillons prélevés ont fait l’objet d’études géotechniques aux Laboratoires du LABOGENIE, SOIL & WATER et d'EDOK-ETER. La minéralogie des lames minces et des poudres d’échantillons de roches et de quelques échantillons de produits d’altération a pu être déterminée par microscope optique et par diffractométrie aux rayons X sur des fractions fines totales. Les déterminations chimiques globales des éléments majeurs des échantillons de roches et des échantillons du niveau médian ont été réalisées par fluorescence X, celles des éléments en traces par spectrométrie de masse. Ces analyses ont été réalisées aux laboratoires géosciences au Canada. Sur le plan pétrologique, les résultats obtenus montrent que les granites de Bertoua et les migmatites de Batouri, de Ngoura et de Yokadouma (Gari-Gombo) sont des formations de couleur claire. Les gneiss de Bent, de Nguélémendouka, d’Andom et de Meyo-Nyaka sont des formations de couleur sombre. Ces roches sont composées dans l’ensemble de quartz, de feldspath, de biotite, de muscovite, d’amphibole et parfois de pyroxène. L’analyse chimique des roches étudiées montre que la silice et l’alumine constituent plus de 75 % en poids d’oxydes par rapport à d’autres minéraux. Le degré virtuel relatif de l'altération de la roche (DVRAR) est < 6 %. Les roches étudiées sont utilisées en couche de base, en couche de roulement comme béton bitumineux ou comme enduits superficiels et en ouvrages d'art (Ponts, dalots, buses etc..). Les résultats des essais réalisés sont conformes aux spécifications du C.C.T.P. Les sols latéritiques nodulaires dérivés de l’altération de ces roches (niveau médian) sont de couleur rougeâtre. Leur épaisseur varie de 1,2 à 2,5 m. Ils se composent de quartz, de kaolinite, de muscovite, de goethite, d’hématite, de gibbsite, d’anatase et parfois de zircon. L’analyse chimique montre qu’ils sont, soit siliceux, soit ferriques. La silice, l'alumine et le fer ferrique représentent plus de 80 % en poids d'oxydes. Le degré virtuel relatif de l'altération de la roche (DVRAR) varie entre 30 et 81 %. Les processus d'altération chimique sont la monosiallitisation, l'allitisation et le cuirassement ferrugineux. Sur le plan géotechnique, les résultats des essais de compacité et de déflexion sont conformes aux spécifications du C.C.T.P.. Les données de compacité sur la plate-forme (cas de routes en terre) montrent que la portance des matériaux diminue au fur et à mesure que les années passent si le rechargement n’est pas exécuté. Ceci par ailleurs affaiblit le comportement des matériaux qui subissent ainsi des dégradations perpétuelles surtout en périodes de pluies. Cette dégradation est accentuée par l’incivisme des usagers (gros porteurs) qui violent les barrières de pluies pendant les périodes pluvieuses. Les caractéristiques géotechniques de tous les matériaux analysés dans le niveau médian du profil d’altération montrent que ces matériaux sont utilisables en couche de fondation pour un trafic de la classe T3 sans subir aucun traitement. Les matériaux dont le CBR est > 45 %, peuvent être stabilisés aux granulats de la classe 5/20 dont le Los Angeles est < 25 % pour être utilisés en couche de base pour un trafic de la classe T3. Les résultats des investigations géotechniques ont permis d’établir des corrélations entre les paramètres altérologiques et les propriétés physiques des roches et les matériaux du niveau médian nodulaire. Quelques recommandations pour palier le problème de dégradation prématurée des routes ont été données.